一种APM轨道线型检测小车的制作方法

一种apm轨道线型检测小车
技术领域
1.本实用新型涉及apm轨道检测技术领域，具体的涉及一种apm轨道线型检测小车。


背景技术：

2.apm是一种全自动运行的自导向运输模式，车辆在导轨上运行，拥有独立路权。利用橡胶轮胎走行，有独立路权，设专用导向机构，并采用无人驾驶的运输系统。轨道线路设备是铁路运输业的基础设施，常年经受着风雨冻融和列车荷载的作用，钢轨、联结零件及轨枕不断磨损，使得轨道几何形状尺寸不断发生变化，路基及道床也不断产生变形，而使线路设备技术状态不断地发生变化。轨道走行面及导向轨的线型状态，将会影响了列车的安全运行以及乘坐舒适性。
3.针对走行面高度、导向轨轨向等线型等问题，目前主要采用人工测量的方式，明显存在人力劳动强度大、作业效率低，测量的精度无法保障等不足，因此需要自动化的检测设备。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种apm轨道线型检测小车，在导向装置一处导向轮上连接驱动电机，通过外部移动式遥控终端能够控制小车沿轨道线路行进。导向装置能够自适应导向轨，当遇到导向轨宽度变化或过弯曲轨道时，能够保证导向轮能够顺利沿导向轨滚动或过弯，保证了小车的线路通过性。
5.为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种apm轨道线型检测小车，其特征在于，包括：数据采集控制模块1，惯导单元2，导向装置3，电源模块4，左竖板501，右竖板502，左高度测量组件701，右高度测量组件702，左轨向测量组件801，右轨向测量组件802，左走行轮1001，右走行轮1002，横梁11，加强梁12，rfid13；所述导向装置3与横梁11的下表面连接；所述左走行轮1001位于左走行面601上，所述右走行轮1002位于右走行面602上；所述导向装置3架设在与左导向轨腹板901和右导向轨腹板902上方。
6.进一步地，所述惯导单元2安装在所述横梁11的中心上表面，所述数据采集控制模块1安装在横梁11左端的上表面，所述电源模块4安装在横梁11右端的上表面。
7.进一步地，所述左竖板501连接在横梁11的左端，所述右竖板502连接在横梁11的右端；所述左高度测量组件701安装在左竖板501的中部，所述右高度测量组件702安装在右竖板502的中部。
8.进一步地，所述左竖板501和右走行轮1002呈拱形；所述左竖板501的两个支脚上各安装有一个左走行轮1001，所述右竖板502的两个支脚上各安装有一个右走行轮1002。
9.进一步地，所述左轨向测量组件801安装在横梁11左部侧下表面，所述右轨向测量组件802安装在横梁11右部的下表面；所述rfid13安装在横梁11的下表面。
10.进一步地，所述横梁11与左竖板501、右竖板502连接的l型拐角处连接有加强梁12。
11.进一步地，所述导向装置3包括：基板301，旋转电机302，旋转编码器303，导向轮座304，导向轮305，外杆306，第一销307，第二销308，第三销309，内杆3010，滑轨3011，滑块3012，过渡板3013，螺母3014，螺纹杆3015，伸缩杆3016，支撑板3017；所述螺纹杆3015方向与导向轨垂直。
12.进一步地，所述导向轮305安装在导向轮座304的下端；所述导向轮座304的上端安装在外杆306的一端；所述导向轮座304有四个，其中一个的上端安装有旋转电机302，一个的上端安装有旋转编码器303；所述外杆306中部开有孔，通过第一销307连接在基板301角上；所述外杆306的另一端通过第二销308与内杆3010的一端连接；所述内杆3010的另一端通过第三销309连接在过渡板3013上；所述伸缩杆3016一端固定在外杆306中部，另一端固定在基板301的中部。
13.进一步地，所述基板301安装在横梁11中心的下表面；所述基板301下表面安装有滑轨3011，所述滑轨3011上安装有两个滑块3012，所述滑块3012安装有过渡板3013。
14.进一步地，所述螺纹杆3015穿过两个第三销309的环，所述螺纹杆3015的两端通过支撑板3017与基板301连接；所述支撑板3017与第三销309中间的螺纹杆3015上安装有螺母3014。
15.与现有技术对比，本实用新型具备以下有益效果：
16.(1)本方案线型检测系统通过惯导单元获取小车的相对运动轨迹，结合高度测量组件和轨向测量组件，获取的走行面相对于车体的高度、车体与导向轨横向距离，能够实现对走行面高度、导向轨轨向的测量；
17.(2)结合旋转编码器的里程计数以及rfid读取的轨道设施上射频标签的里程信息，能够辅助惯导单元实现对高度、轨向测量时定位精度的提高；
18.(3)解决了现有apm轨道高度、轨向等线型人工测量劳动强度大、效率低、测量精度低的问题。
附图说明
19.图1为本实用新型公开的一种apm轨道线型检测小车的实施例轴视图；
20.图2为本实用新型公开的一种apm轨道线型检测小车的实施例正视图；
21.图3为本实用新型公开的一种apm轨道线型检测小车的走行面高度、导向轨腹板轨向示意图；
22.图4为本实用新型公开的一种apm轨道线型检测小车的导向装置轴的上视图；
23.图5为本实用新型公开的一种apm轨道线型检测小车的导向装置轴的下视图。
24.附图标记：1、数据采集控制模块，2、惯导单元，3、导向装置，301、基板，302、旋转电机，303、旋转编码器，304、导向轮座，305、导向轮，306、外杆，307、第一销，308、第二销，309、第三销，3010、内杆，3011、滑轨，3012、滑块，3013、过渡板，3014、螺母，3015、螺纹杆，3016、伸缩杆，3017、支撑板，4、电源模块，501、左竖板，502、右竖板，601、左走行面，602、右走行面，701、左高度测量组件，702、右高度测量组件，801、左轨向测量组件，802、右轨向测量组件，901、左导向轨腹板，902、右导向轨腹板，1001、左走行轮，1002、右走行轮，11、横梁，12、加强梁，13、rfid，14、射频标签。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.参阅图1-5，本实用新型公开了一种apm轨道线型检测小车，其特征在于，包括：数据采集控制模块1，惯导单元2，导向装置3，电源模块4，左竖板501，右竖板502，左高度测量组件701，右高度测量组件702，左轨向测量组件801，右轨向测量组件802，左走行轮1001，右走行轮1002，横梁11，加强梁12，rfid13；所述导向装置3与横梁11的下表面连接；所述左走行轮1001位于左走行面601上，所述右走行轮1002位于右走行面602上；所述导向装置3架设在与左导向轨腹板901和右导向轨腹板902上方。
27.进一步地，所述惯导单元2安装在所述横梁11的中心上表面，所述数据采集控制模块1安装在横梁11左端的上表面，所述电源模块4安装在横梁11右端的上表面。
28.进一步地，所述左竖板501连接在横梁11的左端，所述右竖板502连接在横梁11的右端；所述左高度测量组件701安装在左竖板501的中部，所述右高度测量组件702安装在右竖板502的中部。
29.进一步地，所述左竖板501和右走行轮1002呈拱形；所述左竖板501的两个支脚上各安装有一个左走行轮1001，所述右竖板502的两个支脚上各安装有一个右走行轮1002。
30.进一步地，所述左轨向测量组件801安装在横梁11左部侧的下表面，所述右轨向测量组件802安装在横梁11右部的下表面；所述rfid13安装在横梁11的下表面。
31.进一步地，所述横梁11与左竖板501、右竖板502连接的l型拐角处连接有加强梁12。
32.进一步地，所述导向装置3包括：基板301，旋转电机302，旋转编码器303，导向轮座304，导向轮305，外杆306，第一销307，第二销308，第三销309，内杆3010，滑轨3011，滑块3012，过渡板3013，螺母3014，螺纹杆3015，伸缩杆3016，支撑板3017；所述螺纹杆3015方向与导向轨垂直。
33.进一步地，所述导向轮305安装在导向轮座304的下端；所述导向轮座304的上端安装在外杆306的一端；所述导向轮座304有四个，其中一个的上端安装有旋转电机302，一个的上端安装有旋转编码器303；所述外杆306中部开有孔，通过第一销307连接在基板301角上；所述外杆306的另一端通过第二销308与内杆3010的一端连接；所述内杆3010的另一端通过第三销309连接在过渡板3013上；所述伸缩杆3016一端固定在外杆306中部，另一端固定在基板301的中部。
34.进一步地，所述基板301安装在横梁11中心的下表面；所述基板301下表面安装有滑轨3011，所述滑轨3011上安装有两个滑块3012，所述滑块3012安装有过渡板3013。
35.进一步地，所述螺纹杆3015穿过两个第三销309的环，所述螺纹杆3015的两端通过支撑板3017与基板301连接；所述支撑板3017与第三销309中间的螺纹杆3015上安装有螺母3014。
36.apm列车实际运行时，列车的导向轮与中间导向轨的导向轨腹板901、导向轨腹板902接触滚动并沿导向轨导向，列车走行胶轮沿着左右的走行面601、走行面602滚动行进。
因此，走行面的高度及导向轨腹板的轨向状态，会影响列车的安全运营及乘客的舒适性，有必要定期对走行面高度、导向轨轨向线型进行检测，用以指导后期的线路维护。
37.数据采集控制模块1主要用于实现小车的运行控制及检测数据的采集、实时处理、存储和显示等，电源模块4用于给整个小车供电；射频标签14包含轨道线路的里程信息，作为轨道设施的一部分，安装在轨道一侧走行梁的内侧面。旋转编码器303能够实现里程计数，同rfid 13一起用于apm轨道线型检测时对惯导单元2的里程进行修正，提高检测时定位精度。
38.作为apm轨道线型检测小车的一种实施例，在轨道线路上对走行面高度、导向轨轨向进行线型检测时，具体使用过程如下：
39.(1)首先将数据采集控制模块1、电源模块4及轨道线型检测小车其余部件分别搬运至检测点。
40.(2)用扳手转动分别旋合于螺纹杆3015两侧的螺母3014向螺纹杆3015的中部移动，当螺母3014抵靠在第三销309外侧面时，在旋合力的带动下，第三销309带动滑块3012向滑轨3011的中部移动，同时内杆3010带动外杆306绕第一销307转动，伸缩件受来自外杆306的压缩力后，沿着轴向被动缩短，实现了导向轮向两侧张开。
41.(3)当左右两导向轮305内侧距大于导向轨宽度尺寸后，能够将搭载小车放置于apm轨道线路上，实现了搭载小车导入导向轨；然后参照(2)中的操作，反向转动螺纹杆3015两侧的螺母3014远离螺纹杆3015中位，在伸缩杆3016沿其轴向上主动伸长作用下，导向轮抱紧导向轨。
42.(4)将数据采集控制模块1、电源模块4放置于搭载小车，打开小车电源，通过外部移动式遥控终端上位机软件控制数据采集控制模块1中的下位机，能够实现搭载小车的行进、数据采集等。
43.(5)线型检测小车行进时，数据采集控制模块1给安装在搭载小车中间导向装置上的导向电机302行走指令，在导向电机302的带动下，与导向电机302输出轴相连的导向轮305沿着导向轨滚动，由于该导向装置设置的伸缩杆3016具有主动伸长及受外部载荷后被动压缩，从而实现了导向轮305始终与导向轨贴合并为搭载小车的行进提供粘着力，当遇到导向轨宽度变化或过弯曲轨道时，能够保证导向轮305能够顺利沿导向轨滚动或过弯，实现了搭载小车的前进、后退。
44.(6)线型检测小车对高度、轨向检测时，通过惯导单元2获取小车的相对运动轨迹，结合左高度测量组件701、右高度测量组件702分别获取的左走行面6011、右走行面602相对于车体的高度，结合左轨向测量组件801，右轨向测量组件802分别获取的车体与左导向轨腹板901、右导向轨腹板902的横向距离，能够实现对走行面高度、导向轨轨向的测量。结合旋转编码器的里程计数以及rfid读取的轨道设施上射频标签的里程信息，能够辅助惯导单元2实现对高度、轨向测量时定位精度的提高。
45.(7)完成轨道线型检测任务后，能够快速将小车行进至指定的撤离位置点，并重复步骤(2)，将导向轮305展开，拆除数据采集控制模块1、电源模块4，将搭载小车搬运至指定存放位置。

技术特征：
1.一种apm轨道线型检测小车，其特征在于，包括：数据采集控制模块(1)，惯导单元(2)，导向装置(3)，电源模块(4)，左竖板(501)，右竖板(502)，左高度测量组件(701)，右高度测量组件(702)，左轨向测量组件(801)，右轨向测量组件(802)，左走行轮(1001)，右走行轮(1002)，横梁(11)，加强梁(12)，rfid(13)；所述导向装置(3)与横梁(11)的下表面连接；所述左走行轮(1001)位于左走行面(601)上，所述右走行轮(1002)位于右走行面(602)上；所述导向装置(3)架设在与左导向轨腹板(901)和右导向轨腹板(902)上方。2.根据权利要求1所述的一种apm轨道线型检测小车，其特征在于，所述惯导单元(2)安装在所述横梁(11)的中心上表面，所述数据采集控制模块(1)安装在横梁(11)左端的上表面，所述电源模块(4)安装在横梁(11)右端的上表面。3.根据权利要求1所述的一种apm轨道线型检测小车，其特征在于，所述左竖板(501)连接在横梁(11)的左端，所述右竖板(502)连接在横梁(11)的右端；所述左高度测量组件(701)安装在左竖板(501)的中部，所述右高度测量组件(702)安装在右竖板(502)的中部。4.根据权利要求1所述的一种apm轨道线型检测小车，其特征在于，所述左竖板(501)和右走行轮(1002)呈拱形；所述左竖板(501)的两个支脚上各安装有一个左走行轮(1001)，所述右竖板(502)的两个支脚上各安装有一个右走行轮(1002)。5.根据权利要求1所述的一种apm轨道线型检测小车，其特征在于，所述左轨向测量组件(801)安装在横梁(11)左部侧的下表面，所述右轨向测量组件(802)安装在横梁(11)右部的下表面；所述rfid(13)安装在横梁(11)的下表面。6.根据权利要求1所述的一种apm轨道线型检测小车，其特征在于，所述横梁(11)与左竖板(501)、右竖板(502)连接的l型拐角处连接有加强梁(12)。7.根据权利要求1所述的一种apm轨道线型检测小车，其特征在于，所述导向装置(3)包括：基板(301)，旋转电机(302)，旋转编码器(303)，导向轮座(304)，导向轮(305)，外杆(306)，第一销(307)，第二销(308)，第三销(309)，内杆(3010)，滑轨(3011)，滑块(3012)，过渡板(3013)，螺母(3014)，螺纹杆(3015)，伸缩杆(3016)，支撑板(3017)；所述螺纹杆(3015)方向与导向轨垂直。8.根据权利要求7所述的一种apm轨道线型检测小车，其特征在于，所述导向轮(305)安装在导向轮座(304)的下端；所述导向轮座(304)的上端安装在外杆(306)的一端；所述导向轮座(304)有四个，其中一个的上端安装有旋转电机(302)，一个的上端安装有旋转编码器(303)；所述外杆(306)中部开有孔，通过第一销(307)连接在基板(301)角上；所述外杆(306)的另一端通过第二销(308)与内杆(3010)的一端连接；所述内杆(3010)的另一端通过第三销(309)连接在过渡板(3013)上；所述伸缩杆(3016)一端固定在外杆(306)中部，另一端固定在基板(301)的中部。9.根据权利要求7所述的一种apm轨道线型检测小车，其特征在于，所述基板(301)安装在横梁(11)中心的下表面；所述基板(301)下表面安装有滑轨(3011)，所述滑轨(3011)上安装有两个滑块(3012)，所述滑块(3012)安装有过渡板(3013)。10.根据权利要求7所述的一种apm轨道线型检测小车，其特征在于，所述螺纹杆(3015)穿过两个第三销(309)的环，所述螺纹杆(3015)的两端通过支撑板(3017)与基板(301)连接；所述支撑板(3017)与第三销(309)中间的螺纹杆(3015)上安装有螺母(3014)。

技术总结
本实用新型属于APM轨道检测技术领域，公开了一种APM轨道线型检测小车，包括：数据采集控制模块，惯导单元，导向装置，电源模块，左竖板，右竖板，左高度测量组件，右高度测量组件，左轨向测量组件，右轨向测量组件，左走行轮，右走行轮，横梁，加强梁，RFID；导向装置与横梁的下表面连接；左走行轮位于左走行面上，右走行轮位于右走行面上；导向装置架设在与左导向轨腹板和右导向轨腹板上方。本实用新型通过惯导单元获取小车的相对运动轨迹，结合高度测量组件和轨向测量组件，获取走行面相对于车体的高度、车体与导向轨横向距离，实现对走行面高度、导向轨轨向的测量。实现对高度、轨向测量时定位精度的提高，同时测量效率得到提升。同时测量效率得到提升。同时测量效率得到提升。


技术研发人员：田益锋 顾培忠 汤培峰 蒋章琪 曹锦磊 徐攀 张奕 许峰
受保护的技术使用者：上海申凯公共交通运营管理有限公司
技术研发日：2022.12.16
技术公布日：2023/4/25